כוח, דחף/סחב והספק

כוח – force - בפיזיקה, כוח הוא כל דבר שיכול לגרום לגוף בעל מסה להאיץ.

הכוח הוא גודל פיזיקלי וקטורי, מסומן באות F

F=ma

עבודה – Work - כמות האנרגיה המועברת למערכת או גוף בשל הפעלת כוח לאורך מסלול כלשהו.

W=FL

הספק – power - בפיזיקה הוא כמות העבודה המושקעת או מתקבלת ביחידת זמן. וכן גם - כוח כפול מהירות.

P=W/t=FV

ההספק נמדד בוואט , שהוא ג'אול לשנייה.

יחידות מקובלות אחרות למדידת הספק הם ארג לשניה ו"כוח סוס" – Horse Power.

"כוח סוס" אחד שווה ל - 746 וואט.

את כוח מנוע מודדים ע"י הרצה כאשר הוא קשור לדינמומטר.

מסוק על מנת שיוכל לנוע ממקומו ועל מנת שיוכל להתרומם ולטוס, יש לו מנוע אשר יספק לו את כוח הדחף/סחב בכמות מספקת לאיזון המשקל, הגרר ויותר.

המנוע מספק את הדחף/סחב באמצעות הלהבים.

כאשר המסוק על הקרקע, קשור לדינמומטר ומנועו בסיבובים מרביים, הכנף הסובבת תשאב מסת אוויר מלמעלה ותעביר אותה כלפי מטה - F=ma

הדינמומטר ימדוד את כוח הדחף/סחב שהינו מרבי ברגע זה, ואילו ההספק הוא עתה אפס (כי הספק הוא עבודה לאורך דרך ואילו המסוק תקוע במקומו).

על פי הגדרת המונח הפיזקלי "כוח", המדחף מאיץ מסת אוויר במרב שביכולתו ועל כן נאמר שבמצב זה הוא מספק כוח דחף/סחב מרבי.

אם נשחרר המסוק לתנועה, כוח הדחף/סחב שמספק המדחף יפחת וילך (כי עובר מהסטת מסת אוויר לאחור ל"התברגות" בתוך גוש האוויר) אך ההספק שלו ילך ויעלה (כי מבצע עבודה לאורך דרך).

היה והמסוק עובר לרחיפה, כלומר נטוע במקום אחד באוויר, יכולתו לשהות במצב זה תלויה בכוח הדחף/סחב שמיצר המנוע.

היה והמסוק יעבור לתנועה קדימה וככול שמהירות המסוק עולה, עולה ההספק ואילו כוח הדחף/סחב יורד.

כוח דחף/סחב מצוי – כוח הדחף/סחב שמייצר המנוע פוחת ככל שעולה מהירות המסוק.

כוח הדחף/סחב דרוש – כוח הדחף/סחב הדרוש כדי לאזן הגרר. מאחר שהגרר עולה עם עליית המהירות, עולה גם כוח הדחף/הסחב הדרוש.

הספק מצוי - בהנחה שהלהבים מכוונים ליעילות מרבית בהמראה, עם עליית מהירות המסוק, פוחתת יעילותו וההספק בהתאם.

הספק דרוש – הוא הגרר שמייצר המטוס בטיסתו.

הצגת שני ההספקים על גרף אחד נותנת לנו מפתח להבנת נתוני הטיסה הנבחרים.

.החלק השמאלי של גרף הספק דרוש/מצוי נקרא "אזור היפוך ההיגוי" - אזור בו עבור מהירות גבוהה יותר דרוש פחות הספק

(המונח דחף מתאים יותר למנועי סילון ששם הוא משתנה ביחס הפוך למהירות).

עבור מנועי בוכנה מתאים יותר ערך ההספק הנשאר קבוע פחות או יותר עם שינוי המהירות, עבור גובה (צפיפות אוויר) מסוים.

בהנחה שמשקל המסוק קבוע במהלך הטיסה, אזי על מנת לשמור את המסוק בגובה השיוט והמהירות הנדרשת, דרוש כוח המנוע המייצר את ההספק הדרוש כדי לשמור את תנאי הטיסה.

הייה ונגביר את כוח המנוע, עבור אותה זווית הטיית הכנף הסובבת, המסוק יעלה בגובה.

היה ונגביר כוח מנוע תוך כדי שינוי הטיית מישור הכנף קדימה, המסוק יגביר מהירות.